Abstract
Numerical simulation of electron beam welding of blanket segments was performed using non-linear finite element code ABAQUS. The thermal and stress fields were assumed uncoupled, while preserving the temperature dependency of all material parameters. The martensite-austenite and austenite-martensite transformations were taken into account through volume shrinking/expansion effects, which is consistent with available data. The distributions of post welding residual stress in a complex geometry of the first wall are obtained. Also, the effects of preheating and post-welding heat treatment were addressed. Time dependent temperature and stress-strain fields obtained provide good insight into the welding process. They may be used directly to support reliability and life-time studies of blanket structures. On the other hand, they provide useful hints about the feasibility of the geometrical configurations as proposed by different design concepts. (orig.) [Deutsch] Der vorliegende Report stellt die Ergebnisse nichtlinearer Finite-Elemente-Rechnungen zur numerischen Simulation von Elektronenstrahlschweissungen vor. Mit Hilfe des FE-Programms ABAQUS wurde eine ausgewaehlte EB-Naht eines Blanketsegments modelliert. Temperatur- und Spannungsfelder wurden als entkoppelt betrachtet; die Temperaturabhaengigkeit der verwendeten Materialparameter wurde beruecksichtigt. Die Martensit-Austenit und Austenit-Martensit-Umwandlungen wurden im Uebereinstimmung mit vorhandenen Daten als Volumenab- bzw. -zunahme beruecksichtigt. Man erhaelt schliesslich Schweisseigenspannungen in der betrachteten komplexen Schweissnaht. Zusaetzlich wurden Einfluesse einer
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Cizelj, L;
[1]
Riesch-Oppermann, H
[2]
- Institut Jozef Stefan, Ljubljana (Slovenia). Reactor Engineering Div.
- Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH (Germany). Projekt Kernfusion
Citation Formats
Cizelj, L, and Riesch-Oppermann, H.
An analysis of electron beam welds in a dual coolant liquid metal breeder blanket.
Germany: N. p.,
1994.
Web.
Cizelj, L, & Riesch-Oppermann, H.
An analysis of electron beam welds in a dual coolant liquid metal breeder blanket.
Germany.
Cizelj, L, and Riesch-Oppermann, H.
1994.
"An analysis of electron beam welds in a dual coolant liquid metal breeder blanket."
Germany.
@misc{etde_10125468,
title = {An analysis of electron beam welds in a dual coolant liquid metal breeder blanket}
author = {Cizelj, L, and Riesch-Oppermann, H}
abstractNote = {Numerical simulation of electron beam welding of blanket segments was performed using non-linear finite element code ABAQUS. The thermal and stress fields were assumed uncoupled, while preserving the temperature dependency of all material parameters. The martensite-austenite and austenite-martensite transformations were taken into account through volume shrinking/expansion effects, which is consistent with available data. The distributions of post welding residual stress in a complex geometry of the first wall are obtained. Also, the effects of preheating and post-welding heat treatment were addressed. Time dependent temperature and stress-strain fields obtained provide good insight into the welding process. They may be used directly to support reliability and life-time studies of blanket structures. On the other hand, they provide useful hints about the feasibility of the geometrical configurations as proposed by different design concepts. (orig.) [Deutsch] Der vorliegende Report stellt die Ergebnisse nichtlinearer Finite-Elemente-Rechnungen zur numerischen Simulation von Elektronenstrahlschweissungen vor. Mit Hilfe des FE-Programms ABAQUS wurde eine ausgewaehlte EB-Naht eines Blanketsegments modelliert. Temperatur- und Spannungsfelder wurden als entkoppelt betrachtet; die Temperaturabhaengigkeit der verwendeten Materialparameter wurde beruecksichtigt. Die Martensit-Austenit und Austenit-Martensit-Umwandlungen wurden im Uebereinstimmung mit vorhandenen Daten als Volumenab- bzw. -zunahme beruecksichtigt. Man erhaelt schliesslich Schweisseigenspannungen in der betrachteten komplexen Schweissnaht. Zusaetzlich wurden Einfluesse einer Vorwaermung des Materials sowie einer Nachwaermebehandlung der Schweissnaht untersucht. Die erhaltenen zeitabhaengigen Temperatur- und Spannungsfelder vermitteln einen guten Einblick in den Verlauf des Schweissprozesses. Die Ergebnisse koennen einerseits bei Zuverlaessigkeits- und Lebensdaueruntersuchungen fuer Blanketstrukturen Anwendungen finden. Andererseits ergeben sich wertvolle Hinweise zur Machbarkeit verschiedener Designvorschlaege in Hinblick auf geometrische Randbedingungen. (orig.)}
place = {Germany}
year = {1994}
month = {Oct}
}
title = {An analysis of electron beam welds in a dual coolant liquid metal breeder blanket}
author = {Cizelj, L, and Riesch-Oppermann, H}
abstractNote = {Numerical simulation of electron beam welding of blanket segments was performed using non-linear finite element code ABAQUS. The thermal and stress fields were assumed uncoupled, while preserving the temperature dependency of all material parameters. The martensite-austenite and austenite-martensite transformations were taken into account through volume shrinking/expansion effects, which is consistent with available data. The distributions of post welding residual stress in a complex geometry of the first wall are obtained. Also, the effects of preheating and post-welding heat treatment were addressed. Time dependent temperature and stress-strain fields obtained provide good insight into the welding process. They may be used directly to support reliability and life-time studies of blanket structures. On the other hand, they provide useful hints about the feasibility of the geometrical configurations as proposed by different design concepts. (orig.) [Deutsch] Der vorliegende Report stellt die Ergebnisse nichtlinearer Finite-Elemente-Rechnungen zur numerischen Simulation von Elektronenstrahlschweissungen vor. Mit Hilfe des FE-Programms ABAQUS wurde eine ausgewaehlte EB-Naht eines Blanketsegments modelliert. Temperatur- und Spannungsfelder wurden als entkoppelt betrachtet; die Temperaturabhaengigkeit der verwendeten Materialparameter wurde beruecksichtigt. Die Martensit-Austenit und Austenit-Martensit-Umwandlungen wurden im Uebereinstimmung mit vorhandenen Daten als Volumenab- bzw. -zunahme beruecksichtigt. Man erhaelt schliesslich Schweisseigenspannungen in der betrachteten komplexen Schweissnaht. Zusaetzlich wurden Einfluesse einer Vorwaermung des Materials sowie einer Nachwaermebehandlung der Schweissnaht untersucht. Die erhaltenen zeitabhaengigen Temperatur- und Spannungsfelder vermitteln einen guten Einblick in den Verlauf des Schweissprozesses. Die Ergebnisse koennen einerseits bei Zuverlaessigkeits- und Lebensdaueruntersuchungen fuer Blanketstrukturen Anwendungen finden. Andererseits ergeben sich wertvolle Hinweise zur Machbarkeit verschiedener Designvorschlaege in Hinblick auf geometrische Randbedingungen. (orig.)}
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